1、鎂合金具有比彈性模量大、密度小、比強(qiáng)度高、散熱好、消震性好、承受沖擊載荷能力強(qiáng)等優(yōu)點(diǎn)，在汽車、航空航天和電子信息工業(yè)中有著廣闊的應(yīng)用前景。然而，由于密排六方的晶體結(jié)構(gòu)，鎂合金在室溫下滑移系少，塑性變形能力低。這些性質(zhì)導(dǎo)致采用塑性成形的加工方法制造鎂合金復(fù)雜結(jié)構(gòu)件難度較大。因此，焊接是低成本地制造鎂合金復(fù)雜結(jié)構(gòu)件的有效手段。然而，由于鎂合金的低熔點(diǎn)、易燒損、受熱易變性等缺點(diǎn)，鎂合金的焊接工藝長(zhǎng)久以來都是工業(yè)界和學(xué)術(shù)界的研究熱點(diǎn)和難點(diǎn)之一。

2、本文以AZ系列變形鎂合金為研究對(duì)象，針對(duì)不同厚度的鎂合金板材制定了不同的 TIG焊接工藝，并采用顯微組織分析、拉伸實(shí)驗(yàn)和硬度測(cè)試等方法，系統(tǒng)地研究了焊接熱輸入的變化對(duì)鎂合金 TIG接頭宏觀形貌、微觀組織和機(jī)械性能的影響，揭示了微觀組織演變規(guī)律及其與焊接接頭力學(xué)性能之間的關(guān)系；并采用SYSWELD模擬軟件進(jìn)行有限元分析，澄清了雙面TIG焊熱輸入與焊接缺陷的內(nèi)在關(guān)系。在實(shí)驗(yàn)事實(shí)的基礎(chǔ)上，結(jié)合理論分析，得到以下主要結(jié)論：
　　裂紋是鎂合

3、金焊接接頭失效的主要原因之一。這通常是由應(yīng)力集中引起的。在本研究當(dāng)中，進(jìn)行了AZ61鎂合金板的雙面 TIG焊接實(shí)驗(yàn)，并且使用了有限元法研究了局部熔透對(duì)于焊接接頭中應(yīng)力裂紋形成的影響。采用掃描電子顯微鏡對(duì)焊縫裂紋表面的微觀結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀察，并采用 SYSWELD軟件對(duì)焊接過程中工件的熱歷史和焊后的殘余應(yīng)力分布進(jìn)行了模擬。結(jié)果表明，在應(yīng)力集中的條件下，沿晶界分布的共晶化合物β-Mg17Al12的熔化導(dǎo)致了裂紋的產(chǎn)生。該研究對(duì)于阻止由共晶化合物

4、β-Mg17Al12熔化導(dǎo)致的應(yīng)力裂紋的產(chǎn)生具有理論指導(dǎo)意義，尤其是對(duì)于鎂合金焊接結(jié)構(gòu)件的生產(chǎn)制造尤為重要。
　　在AZ31鎂合金單面TIG焊接中，采用了活性劑輔助與SiC納米顆粒增強(qiáng)的手段增加焊接熔深。研究了焊接電流變化對(duì) AZ31鎂合金納米顆粒增強(qiáng) TIG接頭宏觀形貌、微觀結(jié)構(gòu)和機(jī)械性能的影響。研究發(fā)現(xiàn)，在同樣的焊接參數(shù)下，納米SiC顆粒增強(qiáng)的TIG焊接所得到的AZ31鎂合金焊接接頭的熔深更大，熔池更窄，焊接缺陷更少，且α-M

5、g晶粒也更為細(xì)小。當(dāng)焊接電流增大時(shí)，這樣的效果更加明顯。根據(jù)斯托克斯定律，由于馬蘭戈尼流的作用，AZ31鎂合金的納米顆粒增強(qiáng)TIG接焊接過程中，納米SiC顆粒會(huì)在液態(tài)金屬流的驅(qū)動(dòng)下運(yùn)動(dòng)。最后，當(dāng)溫度冷卻至室溫，SiC顆粒將會(huì)主要分布在液態(tài)金屬流的軌跡上，也就是焊接熔池的中部和底部。SiC納米顆粒的添加增強(qiáng)了AZ31鎂合金納米顆粒增強(qiáng)TIG接焊接接頭的強(qiáng)度，這主要是由于細(xì)晶強(qiáng)化和彌散強(qiáng)化造成的。當(dāng)焊接電流增大時(shí)，AZ31鎂合金納米顆粒增強(qiáng)